1、第第12章章 简单机械简单机械 中考要点全梳理 考点1杠杆考点清单定义定义一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒一根在力的作用下能绕固定点转动的硬棒 图图 示示1.五五要要素素支点支点杠杆绕其转动的固定点杠杆绕其转动的固定点O动力动力使杠杆转动的力使杠杆转动的力F1阻力阻力 _杠杆转动的力杠杆转动的力F2动力臂动力臂从支点到从支点到 _作用线的距离作用线的距离L1阻力臂阻力臂从支点到从支点到 _作用线的距作用线的距离离L2阻碍动力作用线阻力作用线杠杆平衡条件的应用如果F1L1F2L2，则杠杆将沿F1的方向转动如果F1L2G；B选项是个等臂杠杆，FG；不计机械自重和摩擦，C选项物体由两段绳子承担，
2、所以F2(G)；D选项物体由三段绳子承担，所以F3(G)，所以最省力的是选项D.故选D.【答案】D3.(2016常德18题3分)如图所示，质量为2 kg的物体A在滑轮组的拉动下，沿水平地面以0.3 m/s的速度做匀速直线运动已知A与地面间的摩擦力为12 N，弹簧测力计的拉力F为5 N不计滑轮组、绳子、弹簧测力计的重力若A匀速运动4 s，则此过程中()A.物体A的重力做功24 JB.弹簧测力计移动2.4 mC.拉力F做功的功率是1.5 WD.滑轮组的机械效率是80%【解析】如题图所示，物体A为水平移动，重力方向竖直向下，所以重力不做功，故A错误；滑轮组n3，自由端拉力F速度为A速度的3倍，s0.
3、3 m/s34 s3.6 m，故B错误；已知拉力F5 N，v0.3 m/s30.9 m/s，所以拉力功率PFv5 N0.3 m/s34.5 W，故C错误；因A匀速直线运动，摩擦力等于拉力等于12 N，W有f s12 N0.3 m/s4 s14.4 J，拉力F做的总功W总Fs5 N3.6 m18 J，滑轮组的机械效率是 ，故D对故选D.【答案】D.=%14 4J=100%100%8018J有总WW 1.（2015湘潭13题2分）下图是四种不同的装置，将同一货物匀速提升到同一高度，若每只滑轮质量均相同，不计绳重和摩擦，机械效率最高的是()机械效率的理解及计算 命题点5【解析】机械效率等于有用功与总
4、功的比值.将同样的重物提升相同的高度时，做的有用功相等，而A属于定滑轮，不需要克服动滑轮的重力做额外功，而B、C、D都属于动滑轮，需要克服动滑轮的重力做额外功，故选A.【答案】A2.(2014衡阳11题2分)下列做法，不能够改变滑轮组机械效率的是()A.改变提升重物的高度B.用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮C.提升更重的物体D.给定滑轮加润滑油【解析】改变提升重物的高度，拉力端移动的距离sn h成倍数的变化，不影响拉力大小，有用功和总功的比值不变，不能改变滑轮组机械效率，A符合题意；用体积相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮，减轻了动滑轮重，减小摩擦力，减小做的额外功，在有用功一定时，总功减小，
5、使有用功和总功的比值增大，机械效率增大，可以改变滑轮组机械效率，B不符合题意；使用同样的机械提升更重的物体，增大有用功，在额外功一定时，有用功越大，总功越大，有用功和总功的比值越大，机械效率越高，可以改变滑轮组机械效率，C不符合题意；给定滑轮加润滑油，减小额外功，在有用功一定时，总功减小，有用功和总功的比值增大，机械效率增大，可以改变机械效率，D不符合题意故选A.【答案】A7.（2016邵阳34题9分）在一次车辆故障处置过程中，拖车所用装置简化如图，为了尽快疏通道路，交警只用了30 s的时间，指挥拖车在水平路面上将质量是1.5 t的故障车匀速拖离了现场.若故障车被拖离的速度是 6 m/s，绳子
6、自由端的拉力F是500 N，该装置的机械效率为80.求：（1）故障车在30 s内通过的路程；第7题图解：（1）根据s=v t可得，故障车在30 s内通过的路程为：s=vt=6 m/s30 s=180 m.解：（3）根据=100可得：80 ；解得，f=1 200 N.有总WW333 500NfsffFsF（3）故障车在被拖离过程中受到的阻力.（2）拉力F在30 s内所做的功；解：（2）根据W=Fs可得，拉力F在30s内做的功为：W=Fs=500 N180 m3=2.7105 J8.(2015张家界28题5分)新农村建设中，某工人利用如图所示的滑轮组提升重 2 700 N的物体，物体上升了2 m，
7、绳子末端的拉力为750 N，不计绳重和摩擦力，求：(1)工人做的有用功是多少？第8题图解：(1)W有=Gh=2 700N2m=5 400J(2)该滑轮组的机械效率是多少？(3)动滑轮的总重力是多少N？解：因n=4，则W总=Fs=750N42m=6 000J，机械效率5400J=100%=100%=90%6000JWW 有有解：因 ，则G动=4FG物=4750N 2 700N=300N=4GGF 物物探究杠杆的平衡条件的实验 命题点61.(2016常德27题6分)小明利用刻度均匀的轻质杠杆进 行探究“杠杆的平衡条件”实验，已知每个钩码重0.5 N.第1题图(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当
8、杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，这时应将平衡螺母向_(选填“左”或“右”)调节，直到杠杆在水平位置平衡你认为实验中让杠杆在水平位置平衡的好处是_ 便于测力臂右【解析】(1)实验前，将杠杆的中点置于支架上，当杠杆静止时，发现杠杆左端下沉，说明左端的力与力臂的乘积大于右端的力与力臂的水积，这时应该将平衡螺母向右调节，才能使杠杆在水平位置平衡水平平衡的目的是便于测力臂，因为此时支点到钩码的距离就等于杠杆上的那段距离(2)在图甲中的A点悬挂4个钩码，要使杠杆仍保持水平位置平衡，需在B点悬挂_个钩码3【解析】一个钩码的重是0.5 N，设杠杆一个小格是L，根据杠杆平衡条件F1L1F2L2得，2N3LFB4L
9、，所以FB1.5 N，即在B处挂3个钩码（3）如图乙所示，取走悬挂在B点的钩码，改用弹簧测力计在C点竖直向上拉，仍使杠杆水平位置平衡，测力计的拉力为_N；若在C点改变弹簧测力计拉力的方 向，使之斜向右上方，杠杆仍然水平位置平衡，则测力计 的读数将_(选填“变大”“变小”或“不变”)，画出此 时力F的力臂变大1.5【解析】根据杠杆平衡条件F1L1F2L2得，2N3LFC4L，所以FC1.5 N如改变弹簧测力计拉力的方向，使之斜向右上方，钩码作为阻力，阻力和阻力臂不变，动力臂减小，动力要增大，所以弹簧测力计示数变大，才能使杠杆仍然水平平衡机械效率相关实验 命题点71.(2016衡阳28题8分)某实
10、验小组在测滑轮组机械效率 的实验中得到的数据如下表所示，实验装置如图所 示 实验次数实验次数物理量物理量123钩码重钩码重G/N446钩码上升的高度钩码上升的高度h/m0.10.10.1绳端拉力绳端拉力F/N1.81.61.8绳端移动的距离绳端移动的距离s/m0.30.4机械效率机械效率74.1%62.5%(1)实验操作中应竖直向上_拉动弹簧测力计【解析】本题考查实验中对滑轮组的分析、机械效率公式的运用，实验中分别探究了机械效率高低与动滑轮个数、提升物体重力等多个量的关系，控制变量法的运用十分关键(1)实验中应该匀速竖直向上拉动弹簧测力计，以保证拉力大小恒定.匀速(2)通过表中数据可分析出第2
11、次实验是用_(选填“甲”或“乙”)图所示装置做的实验【解析】第2次实验中，s20.4 m，h20.1 m，所以第2次实验是用乙图做的实验乙.2220 4m40 1msnh【解析】比较实验数据1和2可知，使用不同的滑轮组，提升相同的重物时，动滑轮的个数越多，滑轮组的机械效率越低.（3）通过第1次实验和第2次实验的数据分析可得出结论：使用不同的滑轮组提升相同的重物时，动滑轮的个数越多(动滑轮的质量越大)，滑轮组的机械效率 _(选填“越高”“不变”或“越低”)越低【解析】第3次实验的机械效率.%.330 6N 0 1m100%100%83 31 8N 0 4m有总WGhWFs(4)小组同学再用第2次
12、实验中使用的装置做第3次实验，表中第3次实验中绳端移动距离s漏记，但仍能计算出第3次实验的机械效率_(保留3位有效数字)83.3%点击链接湖南三年中考word 常考类型剖析 类型 1简单机械作图例1(2016 山西)如图所示，分析人拉着拉杆旅行箱静止在水平地面上的情景，O是轮子的转轴.以O为支点，请你画出拉力F的力臂.【解析】先沿着F的方向，作F作用线的反向延长线，然后从支点O向F的作用线作一条垂线，如答图所示，加上垂直符号和L即可.L 类型 1考向1 杠杆作图例2（2016天水）如图所示，在B端施加一个最小的力FB，使杠杆平衡，请画出此力，并画出FA的力臂.例3题图L【解析】当杠杆只有FA作
13、用时，B端会向上运动，需施加一个方向向下的力即FB使杠杆平衡；要使FB最小，则FB的力臂应最大，故FB的作用点在B端端点，方向竖直向下，延长力FA的作用线，用虚线画出，过O点作力FA的作用线的垂线段L，该垂线段L就是所求的FA的力臂.FB考向2 滑轮组绕线作图例3 用滑轮组拉出陷入泥中的汽车在图中画出最省力的绳子绕法【解析】只有一个动滑轮，要求最省力，绳子先系在动滑轮的固定挂钩上，然后绕过左边的定滑轮，再绕过动滑轮.例4（2016乐山）如图所示，通过斜面用平行于斜面F200 N 的推力，将质量为30 kg的物体在5 s时间内匀速推到1 m高的平台上，斜面长s2 m.(g取10 N/kg)则（）
14、A.推力F做功的功率为40 WB.斜面的机械效率为75C.推力F做的总功为300 JD.斜面对物体的摩擦力为100 N例4题图【解析】推力F是动力，它做的功是总功，W总=Fs=200N2m=400J，故C错误；推力F做功的功率故A错误；斜面的有用功为重力做功W有用=Gh=mgh=30kg10N/kg1m=300J,机械效率故B正确；由于物体在斜面上作匀速运动，则它所受的推力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即斜面对物体的摩擦力为200N，D错误；故选B.=400J80W5sWPt000000=300J10010075400J总WW有有用用【答案】B例5（2016深圳）重1 000 N的物体A，在
15、4 s内匀速向前运动了4 m,A受到地面的摩擦力为300 N,拉力F为120 N,忽略绳与滑轮之间的摩擦，以下正确的是（）A.绳子自由端移动了8 mB.重力做功的功率为1 000 WC.物体A克服摩擦做功480 JD.机械效率为83.3例5题图【解析解析】由题图知绳子的段数由题图知绳子的段数n，物体，物体向前运动向前运动4m，则绳自由端移动的距离则绳自由端移动的距离S=n s=34m=12m，A错误；物体错误；物体A 在水平面上移动，重力做功为在水平面上移动，重力做功为0，功率为，功率为0，故，故B错误；物体错误；物体A克服摩擦力作的功克服摩擦力作的功 Wf=f s=300N4m=1200J,
16、C错误；机错误；机械效率械效率 故故D正确正确.0000=100100有用总 WfsWnFs00000000N=.N30010010010083 33 120fsfnFsnF【答案】D例6 如图所示滑轮组，每个滑轮重50 N，用这个滑轮组把质量为45 kg的重物在2 s内匀速提升2 m，不计绳重和摩擦，在2 s内做的有用功为_J，该滑轮组的机械效率为_，若增加所挂物体的重力，该滑轮组机械效率将_(选填“变大”“变小”或“不变”)(g取10 N/kg)90090%变大【解析】根据图示可以知道，n3，绳子自由端移动的 距离s3h32 m6 m，物体受到的重力Gmg45 kg10 N/kg450 N
17、，拉力做的有用功W有G h450 N2 m900 J；作用在绳子自由端的拉力 ，滑动组的机械效率 ；不计绳重和摩擦力，动滑轮重力一定，滑轮组提起的重物越重，有用功越多，但额外功不变，所以机械效率变大=11500450N50NN333物（）（）FGG%=%=%=%=%450N1001001001009050033N3有总WGhGWFsF 机械效率问题的核心是正确的分析和判断机械或人做功过程中的有用功、额外功和总功计算机械效率的公式：.(1)滑轮、滑轮组竖直提升重物a已知拉力F和提升重物的重力G：有用功W有Gh，总功W总FsFn h，机械效率导备 考 指%=%+100100有有总有额WWWWW%=
18、%=%100100100有总WGhGWFnhnF b已知提升重物的重力G，动滑轮的重力G动：有用功 W有G h，总功W总GhG动h(GG动)h，机械效率 ；导备 考 指%=%=%+100100100有总动动（）（）WGhGWG GhG G 水平匀速拉动重物 已知重物与水平地面的摩擦力f，拉力F.有用功W有f s 物，总功W总FsFns物，机械效率：导备 考 指%=%=%100100100有物总物WfsfWFnsnF (2)斜面 已知拉力F、物重G、斜面长l、斜面高h、物体与斜面间 的摩擦力f，沿斜面匀速拉动物体：有用功W有G h，额 外功W额fl，总功W总Fl(或W总W有W额G hfl)，机械
19、效率 （或 导备 考 指%=%100100有总WGhWFl%=%+100100有总WGhWGh fl探究杠杆的平衡条件 实验突破实验 1 1.实验前杠杆平衡螺母的调节（左高向左调，右高向右 调.注意：实验过程中不能再调节平衡螺母）2.调节杠杆在水平位置平衡的目的（使杠杆重心落在 _上，排除_对杠杆平衡产生的影响；方便读出_）3.用弹簧测力计从竖直拉杠杆变成倾斜拉杠杆，测力计 示数的变化（拉力力臂变小，示数逐渐变大）点命 题支点杠杆自重力臂大小4.最小拉力、力臂的作图5.分析数据总结杠杆的平衡条件（F1L1=F2L2）6.杠杆平衡条件（F1L1=F2L2）的应用（a.在杠杆平衡时，两边增减砝码后
20、杠杆是否平衡的判断以及杠杆再平衡的 条件；b.力或力臂的计算）7.测量多组数据的目的（避免偶然性，使结论更具有普遍 性）实验结论：杠杆的平衡条件是：动力动力臂=阻力阻力臂，即F1L1=F2L2.点命 题例1(2016 南京)用如图所示的装置做“探究杠杆的平衡条件”实验(1)实验开始时，杠杆的位置如图甲所示，为使杠杆在水平位置平衡，应将杠杆的平衡螺母向_移动(选填“左”或“右”)右【解析】(1)杠杆的平衡调节和天平一样，平衡螺母的调节方向遵循“左偏右调、右偏左调”准则，本题中杆杠左偏，所以应该将平衡螺母右调.（2）如图乙所示，在刻度线“2”处挂2个钩码，在刻度线“4”处用调好的弹簧测力计竖直向下
21、拉杠杆，杠杆在水平位置平衡时，弹簧测力计的示数为F1.将弹簧测力计斜向左拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数F2_F1；再将弹簧测力计斜向右拉，杠杆在水平位置平衡时，其示数 F3_F1.(均选填“”“”或“【解析】弹簧测力计竖直拉动杠杆并使杠杆平衡后，无论弹簧测力计向哪边偏，因为阻力和阻力臂不变，而动力臂变小，所以动力变大.(3)得到实验结论后，利用图乙所示的装置，只借助杠 杆上的刻度线，右侧只使用弹簧测力计，左侧只悬挂重物若弹簧测力计的量程是02.5 N，当杠杆在水平位置平衡时，通过计算可知，悬挂的重物最重可达_N.5【解析】FL1=GL2，即 ，要想G最大，则要F以及 最大，F最大2.5N，最
22、大为5，所以 .FLGL1 12 2=.=2 5 N 5 12.5 N最大FLGL1 12 2LL1 12 2LL1 12 2(4)实验时应用弹簧测力计沿_方向拉住杠杆，使在水平位置平衡，以便直接从杠杆上读出力臂(5)在图乙杠杆右侧刻度线“1”处挂4个钩码，杠杆在水平位置平衡后，将杠杆两侧的钩码各取下一个，杠杆会向_(选填“右侧”或“左侧”)下降，为了使杠杆重新在水平位置平衡，可采取的措施是_.(6)将图乙杠杆左侧下方的钩码增加到4个，发现超过了弹簧测力计的量程，在不更换弹簧测力计的条件下，接下来正确的操作是_(写出一条即可)设补 充问竖直杠杆左侧钩码减少一个左侧 将弹簧测力计向右移动1.实验
23、原理（_）2.弹簧测力计的使用和读数3.弹簧测力计_拉动的目的(拉力等于 _)4.滑轮组机械效率的影响因素(物体的重力、动滑轮的重 力、绳子与滑轮之间的摩擦力)测量滑轮组的机械效率100%WW有有总总实验 2实验 2点命 题匀速弹簧测力计的示数5.控制变量法的应用 a探究滑轮组的机械效率与所吊重物重力大 小的关系(控制_ _，改变滑轮组所吊钩码 的_)b探究滑轮组的机械效率与动滑轮重力大小的关系 (控制滑轮组所吊钩码的_相同，改变动滑轮的 数量或换重力不同的动滑轮)同一滑轮组点命 题数量数量 6.分析数据判断承担物重的绳子股数并选择实验装置 (）7.机械效率的计算 8.提高机械效率的方法(a.
24、增加提升物体的重力，物重 越大，机械效率_b.减小动滑轮的重力，动 滑轮越轻，滑轮组的机械效率_)9.数据分析与处理大点命 题snh 大例2（2015岳阳）在“测量滑轮组的机械效率”的实验中，用同一滑轮组进行了三次实验（如图所示），实验数据记录如下表.次数次数钩码钩码重重/N/N钩码上升钩码上升距离距离/cm/cm弹簧测力弹簧测力计示数计示数/N/N弹簧测力弹簧测力计上升距计上升距离离/cm/cm机械机械效率效率12100.83083.3%24101.53036103090.9%例2题图（1）第2次实验中滑轮组的机械效率为_（结果保留一位小数）.88.9%【解析】在第2次实验中，W有=G h=
25、4,W总=Fs=1.5 N0.3 m=0.45 J,.0.4J100%=100%88.9%0.45J WW有有总总（2）第）第3次实验中弹簧测力计的示数未填，由图次实验中弹簧测力计的示数未填，由图丙可知，弹簧测力计的示数为丙可知，弹簧测力计的示数为_N.【解析解析】该弹簧测力计的每大格表示该弹簧测力计的每大格表示1 N，每小格，每小格表示表示0.2 N，由指针所指位置可知，此时测力计的，由指针所指位置可知，此时测力计的示数为示数为2.2 N.2.2（3）分析数据可得结论，是由同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率 _（选填“高”或“低”）.【解析】从表格数据可知，当被提升的重物为2 N
26、6 N时，机械效率为83.3%90.9，可见，同一滑轮组，提升的物体越重，滑轮组的机械效率越高.高（4）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重）根据实验结论推测，使用该滑轮组再次将重8 N的物的物体匀速提升体匀速提升10 cm，此时滑轮组的机械效率可能为，此时滑轮组的机械效率可能为_（只填序号）（只填序号）.A.71.6%B.82.4%C.92.1%【解析解析】由（由（3）的结论可以推知，当使用该滑轮组再次）的结论可以推知，当使用该滑轮组再次将重将重8 N的物体匀速提升的物体匀速提升10 cm，此时滑轮组的机械效率，此时滑轮组的机械效率将大于将大于90.9%，答案即为，答案即为C.C探究斜面的
27、机械效率1.实验原理（_）2.弹簧测力计应沿与斜面平行的方向匀速拉动（弹簧测 力计的示数的大小等于物体与斜面的摩擦力）3.影响斜面机械效率的因素（斜面的倾斜程度、粗糙程 度、物体重力的大小）100%WW 有有总总 实验3点命 题4.控制变量法的应用 a.探究斜面机械效率的大小与斜面倾斜程度的关系（控 制斜面的_与物体的_相同，改变斜面 的倾斜程度）b.探究斜面机械效率的大小与斜面粗糙程度的关系（控 制斜面的倾斜程度与物体的重力相同，改变斜面的 _）点命 题粗糙程度重力粗糙程度 c探究斜面机械效率的大小与物体重力的关系(控制 斜面的_与_相同，改变物体的 _)5.机械效率的相关计算及表达式 （）
28、100%=100%WGhWFs有有总总点命 题粗糙程度倾斜程度 重力 6.分析数据与总结实验结论 实验结论：在其他条件相同时，斜面的倾斜角越大，机械效率越大；斜面越粗糙，机械效率越小；在同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关.点命 题例3（2014淄博）小亮看到工人利用斜面把货物推到车上，联想到物理课上学过的知识，提出了以下两个问题：（1）斜面越缓越省力，是不是机械效率越高呢？（2）对于同一个滑轮组，提升的物体越重，机械效率越高；对于同一个斜面，是不是所推的物体越重，机械效率越高呢？为了解决以上问题，小亮与几个同学一起用如图所示的装置进行了多次实验探究，记录的部分实验数据如下表：实验实验次数次
29、数斜面斜面倾角倾角物重物重G/N斜面斜面高高度度h/m沿斜面沿斜面拉力拉力F/N斜面斜面长长s/m有用有用功功W有有/J总功总功W总总/J机械机械效率效率（）（）14510.70.910.977.82 3010.50.710.50.771.43 3020.51.4111.40.771.4（1）表格中缺少2个数据，请补充完整（保留一位小数）.【解析】第一次实验中有用功W有=Gh=1 N0.7 m=0.7 J，第三次实验机械效率为：=1 J/1.4 J10071.4.100%WW有有总总（2）在实验操作过程中，应沿斜面向上在实验操作过程中，应沿斜面向上_拉动木块；拉动木块；实验时要使木板的倾斜角变
30、大，应该把木板下面的木块实验时要使木板的倾斜角变大，应该把木板下面的木块向向_移动移动（选填（选填“左左”或或“右右”）.【解析解析】在实验操作过程中，为了使弹簧测力计示数稳定，在实验操作过程中，为了使弹簧测力计示数稳定，便于读出拉力大小，应沿斜面向上匀速拉动木块，要使便于读出拉力大小，应沿斜面向上匀速拉动木块，要使木块的倾斜角变大，应把木块向左移动木块的倾斜角变大，应把木块向左移动匀速左（3）通过对比实验的数据，得出的结论是斜面越缓通过对比实验的数据，得出的结论是斜面越缓越省力，机械效率越越省力，机械效率越_ 【解析解析】观察数据可以看出物重相同时，斜面倾角观察数据可以看出物重相同时，斜面倾
31、角为为30时，拉力为时，拉力为0.7 N，机械效率为，机械效率为71.4，斜面倾角，斜面倾角为为45时，拉力为时，拉力为0.9 N，机械效率为，机械效率为77.8，可以得出，可以得出斜面越缓越省力，机械效率越低（小）斜面越缓越省力，机械效率越低（小）低（小）（4）通过对比实验的数据（选填实验次数），得出的结论通过对比实验的数据（选填实验次数），得出的结论是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重是对于同一斜面，机械效率与所拉物体的重_.【解析解析】根据题意可以看出同一斜面，探究机械效率与根据题意可以看出同一斜面，探究机械效率与重力的关系，因此要选择斜面倾角相同，物重不同的实重力的关系，因此要选择斜面倾角相同，物重不同的实验进行对比，所以应选择，得出结论是对同一斜面，验进行对比，所以应选择，得出结论是对同一斜面，机械效率与所拉物体的重力无关机械效率与所拉物体的重力无关.无关点击链接练习册WORD
